Introducción
Un importante cliente en Asia opera un oleoducto de crudo para transportar petróleo desde un Terminal de Derivados de Petróleo hasta una Refinería. La longitud total del oleoducto es de aproximadamente 1.014 km, con estaciones de bombeo intermedias para realizar una transferencia más rápida del crudo. El objetivo de la prueba de campo fue demostrar la eficacia del agente reductor de fricción, conocido como DRA (drag reducing agent), DORF™ SR1642, en el aumento del caudal de transferencia. Según las simulaciones iniciales, se esperaba que una mejora en el factor de reducción de arrastre (%DR) en el rango del 25% al 35% incrementara el flujo de transferencia (%TI) en aproximadamente un 15% a 19%. La fórmula aplicada para el cálculo del factor de reducción de arrastre es la siguiente:
ΔP = Caída de presión inicial sin DRA
ΔPp = Caída de presión con DRA
%DR = % Reducción de arrastre obtenida con el uso del DRA
El %DR se utiliza para calcular el aumento en la tasa de transferencia (%TI) mediante la siguiente fórmula:
Principales Aspectos Destacados de la Prueba
(1) Se observó una mejora del 26% en la reducción de arrastre desde el momento en que el producto DRA fue inyectado en la tubería entre la Estación de Bombeo #4 (ST4) y la Refinería (REF).
(2) El caudal aumentó en promedio 40 m³/h, es decir, de 1732 m³/h a 1772 m³/h, con un flujo máximo de 1795 m³/h.
(3) Las presiones en la Estación de Bombeo #4 (ST4) se redujeron de 69 kg/cm² a 54 kg/cm² durante la aplicación del DORF™ SR1642.
(4) La reducción de arrastre y la mejora del flujo observadas durante el período experimental estuvieron limitadas por la interrupción de la inyección del producto DORF™ SR1642. Estos valores no representan los resultados finales ni el potencial máximo alcanzable con el uso continuo del producto. Este hecho se refleja en la representación gráfica de las curvas “% Reducción de Arrastre” y “Presión Estación #4”, que no muestran una tendencia hacia la estabilización, sino una mejora continua durante la fase de inyección.
Planificación de la Prueba de Campo
La prueba comenzó el 13 de noviembre a las 15:20 h en ambas ubicaciones (Estación 4 y Estación 5). La dosificación para el experimento se fijó en 10 ppm en ambos sitios. La inyección del DRA se detuvo en la Estación #5 (ST5) el 16 de noviembre a las 11:30 h y se reanudó el 17 de noviembre a las 17:30 h. Esto se hizo para evaluar la eficacia de la inyección del producto desde la Estación #4 (ST4) hasta la Refinería (REF) sin inyección en la Estación #5 (ST5).
La prueba de inyección del DRA en la Estación #4 (ST4) finalizó el 19 de noviembre a las 17:00 h y en la Estación #5 (ST5) el 21 de noviembre a las 10:00 h. El tiempo típico necesario para el flujo del crudo desde ST4 hasta ST5 es de aproximadamente 51 horas a un caudal de 1700 m³/h para cubrir unos 201 km en un oleoducto de 30″, y el tiempo requerido para el flujo del crudo desde la Estación #5 (ST5) hasta la Refinería es de aproximadamente 56 horas a un caudal de 1700 m³/h para cubrir 220 km en un oleoducto de 30″. Normalmente, se necesitan unas 107 horas o 4,5 días para que el crudo fluya desde la Estación #4 (ST4) hasta la Refinería.
Líneas Base para la Evaluación
Caudal: 1732 m³/h
El ΔP (kg/cm²) en cada sección al inicio del estudio fue el siguiente:
Con base en los datos anteriores, el siguiente gráfico muestra el perfil de altitud y la ubicación de las respectivas estaciones de bombeo.
Desempeño
El Gráfico 2 muestra la reducción de arrastre lograda a lo largo del oleoducto desde la Estación #4 (ST4) hasta la Refinería y el consecuente aumento del caudal. La inyección química comenzó en la Estación #4 (ST4) aproximadamente 50 horas antes de las 15:20 h, permitiendo así la distribución del DRA entre las Estaciones 4 y 5. La prueba finalizó el 19 de noviembre a las 17:00 h, cuando se interrumpió la inyección del producto químico en la Estación 4 (ST4). La reducción de arrastre en fase transitoria utilizando DORF™ SR1642 se calculó en 26%.
El Gráfico 3 representa la presión de descarga en la Estación #4 (ST4) en comparación con el flujo de crudo con y sin DRA. La presión de descarga disminuyó aproximadamente un 21% (de 69 kg/cm² a 54 kg/cm²). La presión comenzó a aumentar inmediatamente después de interrumpir la inyección del DRA. El aumento del gradiente de presión tras la interrupción de la inyección primero en la Estación #4 (ST4) y luego en la Estación #5 (ST5) también se aprecia claramente en el gráfico, siendo el aumento de presión muy rápido cuando se detuvo la inyección en ambos sitios. El cambio en el ΔP indica que el agente reductor de fricción ayudó a disminuir la contrapresión a lo largo de la línea, permitiendo un bombeo a mayor caudal.
Sin embargo, dado que la prueba se limitó a la sección entre la Estación #4 y la Refinería, y no a todo el oleoducto, el aumento del caudal no se relaciona proporcionalmente con el % de Reducción de Arrastre. El Gráfico 4 muestra el % de reducción de arrastre en cada válvula de sección (SV#) después del tiempo inicial de llenado de la línea desde la Estación #4 hasta el agotamiento del producto químico. En el punto de agotamiento químico, la reducción de arrastre observada se encuentra entre 28% y 35%. Esto representa una fase transitoria y no la reducción final posible, como se observa por las tendencias crecientes.
La reducción máxima del arrastre se alcanza de manera asintótica y solo puede evaluarse tras el uso continuo del producto. También se analizaron los datos de cada válvula de sección y la correspondiente reducción de arrastre observada, los cuales corroboran la eficacia del DRA aplicado durante el período experimental limitado.
Conclusiones
Con base en las pruebas de campo se puede concluir:
El producto DORF™ SR1642 demostró un rendimiento del 26% a una dosis de 10 ppm durante el período de seis días de prueba. Esto representa una fase transitoria y no la reducción final de arrastre posible. La reducción máxima de arrastre se alcanza de manera asintótica y solo puede evaluarse con el uso continuo del producto.
El producto DORF™ SR1642 también ayudó a reducir la presión de descarga en la Estación #4 en aproximadamente 21%, lo que también significa una disminución de la contrapresión a lo largo de la tubería. Nuevamente, este valor no representa el potencial final y corresponde al punto de agotamiento del producto químico.
La reducción de presión de descarga se traduce directamente en un menor consumo de energía por parte de las bombas de la Estación #4 (ST4), según las curvas características de las bombas.
Pueden realizarse pruebas adicionales ajustando el tiempo operativo o los parámetros de inyección.
